研究目标和范围的确定是生命周期评价的第一步。本研究共调查了14家新疆含油污泥处置公司，其中有5家采用热解工艺，2家公司既有热解也有热洗工艺，5家采用热洗工艺，1家采用超声清洗工艺，1家采用微生物工艺，对这5种工艺均进行生命周期评价分析，以热解法、热洗法、热解+热洗法、超声处理法和微生物法等5种处理工艺作为研究对象。含油污泥处理工艺研究范围包括含油污泥产生后，经收集、处理、直至最终废物处置或回收利用的整个过程。为了使评价结果更加精确，应对含油污泥不同处理工艺的生命周期的系统评价边界进行界定，在分析过程中重点考察生命周期能源消耗与环境排放，因此对于一些过于边缘化的其他影响因素应不予考虑，含油污泥处置生命周期评价边界，见图1。

清单分析是量化和评价含油污泥处置工艺在整个生命周期过程中资源、能源的消耗以及环境释放的过程。针对不同的含油污泥处理工艺，根据实地调研获得处理过程中能源消耗量、物料消耗量和污染物排放量等数据，电能、天然气和运输等所需的背景数据优先采用ebalance生命周期评价软件数据库中可以代表中国情况的相关数据，部分数据则根据计算得到。对含油污泥处置过程涉及到的主要数据进行如下假设。

（1）能源消耗。根据调查，能源消耗主要为电能及天然气。西北地区发电的主要方式为火力发电，其次为风力发电，本研究中电能生产数据选择CLCD数据库中的西北地区火力发电数据为背景数据，天然气背景数据同样来自CLCD数据库。不同工艺的天然气及电能的消耗量数据来自调研结果。

（2）药剂。要得到含油污泥处置过程的生命周期环境负荷，不仅要考虑生产过程中的资源、能源消耗和环境排放，还要对处理过程使用的物料进行环境负荷的追溯。各药剂的消耗量来自实地调研结果，聚丙烯酰胺及聚合氯化铝的生产清单参考沈兰等研究^[9]，其他药剂生产清单数据在2.2中详述。

（3）交通运输。假设含油污泥从产生地运输至处理公司的距离为30 km，含油污泥处理公司使用的各种药剂均来自距离50 km的工厂，含油污泥及药剂均使用10 t重型柴油货车运输。ebalance自带数据库提供了10 t重型柴油货车的运输背景数据。

（4）污染物排放。由于含油污泥处理工艺中，所有的废水均进行回用，无生产废水外排，故不涉及废水的影响因子，废气污染物排放数据均来自调研结果。

（5）温室气体排放。温室气体的排放主要为天然气锅炉燃烧产生的二氧化碳。二氧化碳排放量根据《省级温室气体清单编制指南》中的方法进行计算（《省级温室气体清单编制指南》是由国家发展改革委员会气候司组织相关单位的专家于2011年3月编制而成）。热解处理工艺中对产生的不凝气（可燃气体）进行回收再利用，不凝气的主要成分为水蒸汽、甲烷、乙烷、丙烷和二氧化碳等小分子气相物质，不凝气返回热相分离单元掺烧，其燃烧产物主要是CO₂和H₂O。热解法处理1 t含油污泥约可回收1.5 kg不凝气；热解+热洗工艺法可回收0.4 kg不凝气。不凝气燃烧产生的这部分二氧化碳的量可根据可燃气体的回收量进行计算。

为了方便对比分析，本研究以处理1 t含油污泥为功能单位，对5种含油污泥处理工艺的清单情况进行整理分析，含油污泥处置工艺清单分析，见表1。

含油污泥处理中硅酸钠与非离子表面活性剂复配具有较强的除油效果^[10-11]，根据唐荷等^[12-13]的研究得到生产1 t硅酸钠的清单。①能源消耗量，天然气1.15E+02 m³。②物料消耗量，石英砂（SiO≥90%）、烧碱（32%）：4.90E+02、6.40E+02 kg。③污染物排放量，CO₂、SO₂、NO_x和颗粒物：2.50E+02、4.61E-03、2.16E-01和1.61E-02 kg。

脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)是含油污泥处理常用的非离子表面活性剂，文献[14]得到乙氧基化反应法生产1 t脂肪醇聚氧乙烯醚的能耗情况，并根据能源消耗计算废弃物排放情况，清单情况如下。①能源消耗量，电能1.24E+01 kW·h、天然气2.56E+01 m³。②物料消耗量，C₁₂-C₁₄脂肪醇、环氧乙烷、30%甲醇钠甲醇溶液和冰醋酸：6.25E+02、4.27E+02、1.90E+00和1.90E+00 kg。③污染物排放量，废水、CO₂、SO₂、NO_x和颗粒物：5.58E+01、5.53E+01、1.02E-03、4.78E-02和3.58E-03 kg。

本研究调查中微生物处理法主要使用的微生物菌剂是高产聚-B-羟丁酸的巨大芽孢杆菌。根据蒋冬花等^[15]的研究及广东唯新生物科技有限公司复合微生物肥料及农用微生物制剂生产数据资料，计算生产1 t微生物制剂的生产清单。①能源消耗量，电能1.67E+01 kW·h。②物料消耗量，蛋白胨、巨大芽孢杆菌菌种、葡萄糖和氯化钠和新鲜水：4.00E+01、3.60E+01、3.80E+01、1.40E+01和1.00E+03 kg。③污染物排放量，颗粒物：1.67E-03 kg。

本研究调研的微生物处理法中使用液态微生物复合营养剂，本清单参考广东唯新生物科技有限公司复合微生物肥料及农用微生物制剂生产数据，1 t微生物复合营养剂清单数据如下。①能源消耗量，电能3.33E+01 kW·h。②物料消耗量，尿素、聚磷酸铵、磷酸二氢钾和新鲜水：2.50E+00、2.50E+00、2.50E+00和1.00E+03 kg。③污染物排放量，颗粒物：3.00E-02 kg。

生物表面活性剂可分为糖脂、脂肽和脂蛋白、脂肪酸和磷脂、中性脂以及聚合物表面活性剂^[16]。油田处理含油污泥的生物表面活性剂主要为糖脂类生物表面活性剂，而其中鼠李糖脂生物表面活性剂处理含油污泥的报道较多^[17-18]。本研究参考西安瑞捷生物科技有限公司糖脂类生物表面活性剂的生产数据，计算1 t糖脂类生物表面活性剂的生产清单数据。①能源消耗量，天然气2.12E+02 m³。②物料消耗量，酵母膏、蛋白胨、菜籽油、氯化钙、氯化钠、盐酸、氢氧化钠和水：1.17E+01、1.33E+01、1.67E+02、3.33E-01、3.33E-01、1.33E+01、1.00E+01和7.82E+02 kg。③污染物排放量，固废、CO₂、SO₂、NO_x和颗粒物：9.02E+00、4.59E+02、8.48E-03、3.96E-01和2.97E-02 kg。

油田使用的破乳剂主要有6种类型^[19-20]，本研究选择以醇为起始剂，环氧乙烷与环氧丙烷聚合得到的高分子聚合物为例，对1 t破乳剂的生产清单进行整理，数据参考胜利油田德利实业有限公司的破乳剂生产数据。①能源消耗量，电能3.60E+02 kW·h。②物料消耗量，环氧乙烷、环氧丙烷、十八烷基醇、KOH、乙酸和甲醇：2.44E+02、4.58E+02、4.04E+01、2.88E+01、3.24E+01和2.00E+02 kg。③污染物排放量，SO₂、NO_x、环氧乙烷、环氧丙烷、乙酸、COD和氨氮：1.07E-02、5.00E-02、1.38E-02、1.86E-01、1.60E-03、8.67E-02和8.67E-03 kg。

热洗法中的环保型助溶剂为含油污泥处理公司自行生产，根据调研数据整理1 t环保型助溶剂生产清单。①能源消耗量，天然气9.05E-01 m³、电能3.50E+02 kW·h。②物料消耗量，净水剂、聚丙烯酰胺、滑石粉、硅酸钠、磷酸、月桂醇硫酸钠和GX复合菌剂：5.00E+01、1.00E+01、4.00E+01、3.00E+01、2.00E+01、4.00E+02和5.00E+02 kg。③污染物排放量，CO₂、SO₂、NO_x和颗粒物：1.96E+00、3.62E-05、1.69E-03和1.27E-04 kg。

超声法处理含油污泥中添加的COD去除剂的主要成分为双氧水，根据李伟等^[21-22]研究计算1 t双氧水的生产清单数据。①能源消耗量，天然气9.05E-01 m³、电能3.50E+02 kW·h。②物料消耗量，重芳烃、磷酸三辛酯、2-乙基蒽醌、碳酸钾、磷酸、稳定剂、活性氧化铝、钯触媒、脱盐水和氢气：4.00E+00、4.50E-01、6.00E-01、1.00E+00、5.00E-01、2.00E-03、4.80E+00、1.10E-01、6.50E-01和1.70E+02 kg。③污染物排放量，芳烃类气体、COD、废弃氧化铝、CO₂、SO₂、NO_x和颗粒物：1.60E-01、2.86E-02、4.00E-02、2.21E+01、4.09E-04、1.91E-02和1.43E-03 kg。

根据ebalance软件中内置的分类原则，对含油污泥处理系统的环境排放物质清单进行分类，归纳到不同的环境影响类型，见表2。

含油污泥不同处理工艺生命周期评价特征化结果，见表3。

表3可知，热解工艺的非生物资源耗竭潜力最大，是由于热解过程中的天然气消耗量均高于其他处理工艺。5种工艺的富营养化潜值相差不大，影响富营养化潜值的因素为天然气锅炉燃烧产生的NO_x，柴油汽车运输尾气中的NO_x等。在热解工艺及热洗+热解工艺中，不仅有天然气燃烧产生的NO_x，同时还有热解析过程回收的不凝气燃烧产生的NO_x等污染物。相较于其他工艺，微生物工艺的药剂消耗量最大，且运输对富营养化的贡献较大，故微生物工艺富营养化潜值高于热洗工艺及超声工艺。在全球变暖潜值方面，热解工艺由于能源燃烧排放大量CO₂且热解过程分解产生的CO₂，造成气全球变暖潜值最高。微生物处理工艺及热洗+热解工艺的工业用水量值较高，这是由于在微生物工艺中，微生物的降解过程、微生物菌剂的生产、微生物发酵液生产及生物表面活性剂生产过程中均需要大量新鲜水的加入，热洗+热解工艺中主要为热清洗过程及药剂的配置使用大量新鲜水，热解工艺使用的新鲜水最少，故工业用水量指标值最小。热洗工艺的可吸入无机物指标值最小，是由于热洗过程中产生PM₁₀、PM_2.5和颗粒物等物质较少。酸化效应潜值方面，在热解工艺、热洗+热解工艺处理过程中，不仅有天然气燃烧产生的SO₂、NO_x的影响，还要一部分是由于含油污泥热解析过程中回收的不凝气燃烧产生的SO₂、NO_x等污染物。在微生物工艺处理中运输对酸化效应的贡献较大，且微生物降解过程会产生少量的H₂S，对酸化效应潜值有一定的影响。

将特征化结果除以归一化因子即得到归一化结果，含油污泥处理工艺的生命周期评价归一化结果，见表4。

表4可知，5种含油污泥处理技术的总环境影响大小的顺序为热解工艺>微生物工艺>热洗+热解>热洗工艺>超声工艺。超声工艺与热洗工艺的环境影响值相差不大，分别为2.27E-14、2.51E-14，均属于环境影响较小的工艺，主要原因是相较于其他工艺热洗工艺的污染物排放量较小，超声工艺的非生物资源消耗最少。这是由于调查到的超声工艺在运行过程中的能源动力为电能，未使用天然气能源，且超声工艺是在化学热洗的基础上加入超声技术，这加速了油泥的破乳分离。热解工艺和热解+热洗工艺的环境影响总值分别为4.16E-14、3.74E-14，环境表现较差，是由于这2种工艺的全球变暖潜值、富营养化潜值及酸化潜值相较于其他工艺均具有较高影响，影响指标的主要因子为含油污泥处理时天然气的燃烧、电能生产过程、热解析过程部分油分解及热解析回收不凝气燃烧等过程排放的温室气体及污染物。微生物工艺的环境影响总值结果为3.23E-14，环境影响值居中，主要是由于微生物处理中使用的工业用水量较高。

本研究运用生命周期评价方法，对5种含油污泥处理工艺进行生命周期评价，整理分析了各工艺处理过程所需的能源消耗、物料消耗和污染物排放的数据清单，计算了5种工艺在环境方面产生影响的特征化和归一化值，对比分析了不同工艺的环境表现。结果表明，在5种含油污泥处理工艺中，超声工艺及热洗工艺具有良好的环境表现，从环境影响的角度考虑，在含油污泥处理工艺的选择上应优先考虑超声工艺或热洗工艺。但新疆油田含油污泥处理仍主要以热解工艺及热洗工艺为主，超声工艺仍存在超声处理参数要求严格等问题^[23-24]，目前多处于研究探索阶段^[25-26]。今后，通过对超声反应器的设计改进及超声参数优化等工作进一步开展，超声工艺将在含油污泥处理领域更具优势。